GoPro加農炮攝影機

一月 14, 2015
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3D列印出發射器,從空中拍攝厲害的空拍影片。

加農砲攝影機的原型是我在Make:實驗室工作後,首次嘗試3D列印的其中一個作品。由於Thing-O-Matic 3D印表機的限制,這個想法一開始就註定失敗,不過我還是將它印出來了(它的外觀很酷,而且我又很想嘗試3D列印)。它躺在我的工作臺3年了,有一次發想新的3D列印專題時,我的編輯注意到它,我說這組加農砲飛行時可能搖搖晃晃,著陸後會解體,但編輯很喜歡,問我可否設計一臺新的加農砲,穩定飛行和著陸。我當然一口答應,我無法拒絕挑戰,結果就是這架全新的3D列印GoPro加農砲攝影機啦。用馬鈴薯槍發射出去,它能錄下空拍影片,而且視角彷彿人體被發射出去一般。

一開始為了保持飛行穩定,我在6個彈簧尾翼之外還加裝了一組電機陀螺儀;為了幫助它成功著陸,我設計了一組可避震的鼻椎和降落傘,降落傘在點燃加農砲後的慣性運動影響下就會展開(不需依靠電力)。我花了幾天研究二次大戰使用的魚雷、納粹使用過的導彈(warhead fuses with clockwork time delays used by the Nazis)和1900年代的單軌車,以此為構想研發多種不同功能的發射器「模組」。

鼻錐模組有裝彈簧防震以保護加農砲;降落傘模組也可以減低著陸的衝擊,發射後尾翼會彈出,加農砲底部會脫落,降落傘得以展開;同時,相機模組內的相機可以不受風阻影響而進行拍攝;陀螺儀模組有一個裝在單軸平衡環的小型馬達,可以運轉慣性輪的鋼製墊片;最後是裝上彈簧可以彈出的尾翼模組。

為了裝載這些模組,我一開始製作了一臺2呎長、6磅重的火箭(我總是裝載過多元件),所以我開始簡化它,去除陀螺儀、降落傘模組,只留下緩衝鼻錐和可收放的尾翼,既然這個發射體已經變小變輕了,它的終端速度應該能減緩著陸的衝擊。快速測試列印出的零件之後就開始組裝,隨時確認螺絲已經鎖緊,以免零件脫落,最後就只剩下發射測試了。


材料

  • 扭力彈簧,左手螺旋方向,外徑0.34″,角度180度,線徑0.028″(6):McMaster-Carr五金百貨商品編號#9271K605mcmaster.com
  • 黃銅棒,1⁄8″×4″
  •  螺紋桿,#6-3283⁄4″3
  • 六角螺母,#6-323McMaster-Carr商品編號#92066A007
  • 螺絲,#8-32×1⁄2″7 
  • 螺絲,#4-40×3⁄8″4 
  • 透明寶特瓶
  • 壓縮彈簧,鍍鋅鋼琴線,31⁄2″ ×外徑0.845″ ×線徑0.080″McMaster-Carr商品編號#9657K454
  • 3D列印所需要的檔案

工具

  • 3D印表機
  • 美國Sharpie萬用筆,黑色
  • 剪刀
  • 內六角扳手,4mm
  • 鑽孔機和#30鑽頭
  • 剃刀
  • 弓鋸
  • 螺絲起子
  • 銼刀
  • 3″馬鈴薯槍(非必要,請參考Make官網的Night Lighter專題)或替代的發射器

  注意:僅供攝影使用,不可將加農砲對準人或財物。

图片

1. 列印出元件

  • 下載元件列印檔案,以80%固體填充物列印出鼻錐、尾翼、滑環和窗框,以30%填充物列印出剩下的元件。用38-3⁄4″長的#6-32螺紋桿組裝所有元件,確保所有模組彼此緊密貼合。用黑色萬用筆劃記元件,確保加農炮砲每次組裝方式都一樣。
  • 小技巧:如果3D列印不均,可以將列印物依同樣傾斜的角度排好。 

2. 組裝彈簧尾翼模組

  • 切割出六根5⁄8″長的1⁄8″黃銅棒並去掉邊緣的毛邊。用#30鑽頭在尾翼上鑽孔。把扭力彈簧裝在尾翼上,讓彈簧的一腳壓在凹槽中。修剪這支腳成約1⁄4″長,使之和尾翼齊,另一支腳長約3⁄4″。把黃銅棒插入尾翼中。把彈簧3⁄4″長的那支腳插入尾翼模組機身蓋凹槽內的小孔,接著把銅棒放在相對應的凹槽上。6個尾翼都裝好彈簧和黃銅棒。
  • 試著把發射器主體套上組裝好的機身蓋和尾翼,測試所有的尾翼,確認它們不會卡在主體的凹槽內。如果會的話,拆掉並削磨尾翼,再重新組裝。用38-32×1⁄2″螺絲組合兩組件。

3. 製作攝影機模組

  • 小心地將寶特瓶外的標籤撕下,切掉頭尾,留下大塊的透明瓶身。把窗框放在寶特瓶身上描出形狀,螺絲孔位置也要畫出來。在塑膠瓶身切割出窗戶,修剪邊緣好裝進攝影機模組主體。鑽好螺絲孔。
  • 在窗子垂直的兩側邊緣,螺絲桿穿過攝影機模組的地方描出一條線,切割掉多餘的塑膠。把窗子放進攝影機模組主體,再用4-40 × 3⁄8″螺絲固定窗框。透明窗子會在主體和窗框之間。

4. 最後組裝

  • 把大彈簧放進動壓頭內,接著兩者一起裝進鼻錐中。把3根全螺紋桿鎖進鼻錐底部,然後加上第一個滑環,確認劃記的刻度有對齊。
  • 把你的GoPro Hero 3裝進相機模組內,用8-32×1⁄2″螺絲鎖上蓋子。把相機模組滑進全螺紋桿,確認上下方向正確。加上第二個滑環,再來是尾翼部分。最後,在螺紋桿尾端鎖上36-32六角螺母,使整組發射體緊密組合在一起。確認你畫的標記是否都對齊了,尾翼也能自由開闔。

5. 發射!

找一臺砲管管徑3”馬鈴薯槍。開啟GoPro設定成攝影模式。傾斜槍口約80 ̊,發射體相機朝下,上膛。在柔軟、開闊空地發射,然後撿回來,下載你的影片。

DAN SPANGLER
丹尼爾史班格勒自由自造者,喜歡組裝高速、高壓和會爆炸的物品。

(譯:江惟真)
原文

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